導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇高分子材料行業(yè)現(xiàn)狀，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】高分子材料；功能助劑；現(xiàn)在發(fā)展趨勢(shì)

1 高分子材料功能助劑行業(yè)現(xiàn)狀

（1）高分子材料的發(fā)展對(duì)于化學(xué)助劑行業(yè)有高度的關(guān)聯(lián)性。高分子材料化學(xué)助劑已經(jīng)成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)體系和材料科學(xué)體系的重要交叉領(lǐng)域之一，在高分子材料生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、加工、使用過(guò)程中的作用愈加突出，幾乎每一種高分子材料的每一種性能都依賴相對(duì)應(yīng)的化學(xué)助劑實(shí)現(xiàn)。

（2）化學(xué)助劑行業(yè)發(fā)展的專業(yè)性越來(lái)越強(qiáng)。隨著經(jīng)濟(jì)水平對(duì)于高分子材料要求的提高，新材料技術(shù)和化工產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，高分子材料化學(xué)助劑產(chǎn)業(yè)整體呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，表現(xiàn)為化學(xué)助劑新品種的不斷出現(xiàn)，需求數(shù)量的較快增長(zhǎng)，以及化學(xué)助劑性能的不斷改進(jìn)。國(guó)際同行業(yè)巨頭往往根據(jù)自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)選擇幾大類別的化學(xué)助劑進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，呈現(xiàn)出化學(xué)助劑行業(yè)發(fā)展的較強(qiáng)專業(yè)性。

（3）中國(guó)化學(xué)助劑行業(yè)發(fā)展市場(chǎng)潛力巨大。中國(guó)在高分子材料領(lǐng)域的高速發(fā)展，使我國(guó)已成為全球高分子材料化學(xué)助劑需求的增長(zhǎng)重心。

（4）中國(guó)高分子材料化學(xué)助劑行業(yè)處于加速發(fā)展階段。由于我國(guó)高分子材料化學(xué)助劑行業(yè)起步晚，行業(yè)的整體發(fā)展水平與國(guó)際水平還存有差距，一方面單一企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模較小、新結(jié)構(gòu)物產(chǎn)品匱乏、化學(xué)助劑應(yīng)用技術(shù)服務(wù)能力較差、行業(yè)集約化程度不夠、產(chǎn)品未形成集約化規(guī)模經(jīng)營(yíng)、高端產(chǎn)品少、許多產(chǎn)品品種形成系列化。另一方面，中國(guó)化學(xué)助劑行業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，專業(yè)化、規(guī)?；?、技術(shù)型企業(yè)不斷出現(xiàn)和發(fā)展，部分企業(yè)已經(jīng)在全球具有很好的知名度。

2 高分子材料功能助劑的發(fā)展分析

2.1 分離純化技術(shù)

分離純化技術(shù)是指將特定化學(xué)物質(zhì)與周邊干擾物質(zhì)彼此分離，獲得單一高純度化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。分離提純的方法主要包含兩大內(nèi)容：一是研究獲得高純度物質(zhì)的分離提純方法，二是研究如何將這種分離提純方法，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。分離提純的方法不拘泥于物理變化還是化學(xué)變化，在可能的條件下使樣品中的雜質(zhì)或使樣品中各種成分分離開(kāi)來(lái)的變化都可使用。化學(xué)助劑生產(chǎn)就是利用前述一種或幾種技術(shù)的組合對(duì)產(chǎn)品原料、中間體、產(chǎn)成品進(jìn)行純化，使其滿足工藝過(guò)程和質(zhì)量指標(biāo)的各項(xiàng)要求。

2.2 化學(xué)合成技術(shù)

化學(xué)合成技術(shù)是指利用現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)創(chuàng)造出具備特定結(jié)構(gòu)和性能的化學(xué)物質(zhì)技術(shù)，主要包括：鹵化技術(shù)、磺化技術(shù)、硝化技術(shù)、酯化技術(shù)、氧化技術(shù)、還原技術(shù)、烷基化技術(shù)、酰化技術(shù)、氨解技術(shù)、羥基化技術(shù)、縮合技術(shù)、聚合技術(shù)、官能團(tuán)的引入和選擇性轉(zhuǎn)換技術(shù)等單元反應(yīng)技術(shù)?；瘜W(xué)助劑生產(chǎn)就是利用前述一種或幾種技術(shù)的組合對(duì)產(chǎn)品原料、半成品進(jìn)行化學(xué)合成，進(jìn)而得到成品或中間體的過(guò)程。

2.3 檢測(cè)分析技術(shù)

檢測(cè)分析技術(shù)是指針對(duì)特定目標(biāo)物質(zhì)，獲得其成分、結(jié)構(gòu)、性能、純度等具體參數(shù)的技術(shù)手段，主要包括：高效液相色譜分離檢測(cè)技術(shù)、氣相色譜分離檢測(cè)技術(shù)、原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)、氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)差熱分析技術(shù)、熱失重檢測(cè)分析技術(shù)、激光粒度檢測(cè)技術(shù)、X 衍射分析檢測(cè)技術(shù)、紅外和紫外光譜分析檢測(cè)技術(shù)及其他一系列化學(xué)或物理分析技術(shù)等?；瘜W(xué)助劑的生產(chǎn)需要選用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù)或幾種技術(shù)的聯(lián)合，對(duì)原料、中間體、產(chǎn)成品和生產(chǎn)過(guò)程控制的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析檢驗(yàn)以確保符合客戶和生產(chǎn)的需要。

2.4 化學(xué)助劑應(yīng)用技術(shù)

高分子材料化學(xué)助劑應(yīng)用技術(shù)是在化學(xué)助劑復(fù)合技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)，其主要內(nèi)容包括：一是指化學(xué)助劑在完成化學(xué)合成之后的劑型選擇和確定，比如造粒、乳化、微?；?，以使化學(xué)助劑適宜于在高分子材料中更好發(fā)揮作用；二是指為確保不同的高分子材料獲得特定的功能和用途，需要添加不同品種、不同功能、不同劑量的各種化學(xué)助劑來(lái)實(shí)現(xiàn)高分子材料的性能改善目標(biāo)，

3 高分材料功能助劑的發(fā)展趨勢(shì)

（1）高效化。高效化是指在確定助劑用量的情況下實(shí)現(xiàn)效果最大化。主要途徑為助劑的高分子量化，普通的助劑分子量較低，容易揮發(fā)遷移、滲出，降低了助劑的效能，而高分子量化可減少揮發(fā)性、遷移性，提高熱穩(wěn)定性、耐水解能力、與材料的相容性，而使助劑的效能得以充分發(fā)揮。

（2）多樣化。高分子材料化學(xué)助劑的多樣化不僅在于新品種的出現(xiàn)和應(yīng)用高分子材料范圍的擴(kuò)大，更在于其作用途徑的多樣化。高分子材料化學(xué)助劑的功能是由其相應(yīng)的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)決定的，一方面，傳統(tǒng)的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)不斷得到改進(jìn)和完善，使產(chǎn)品序列不斷豐富，另一方面，新的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)不斷被發(fā)現(xiàn)，使助劑發(fā)揮作用的途徑呈現(xiàn)多樣化。

（3）復(fù)合化。復(fù)合化的是各種高分子材料化學(xué)助劑的共混物，目的是令高分子材料化學(xué)助劑具有多功能性和增強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)，使應(yīng)用簡(jiǎn)單方便?，F(xiàn)代的復(fù)合技術(shù)已非初期的幾種助劑簡(jiǎn)單混合，已發(fā)展成為多組份協(xié)效性能的研發(fā)，各組分之間協(xié)同機(jī)理的研究和協(xié)同組分的開(kāi)發(fā)將是高分子材料化學(xué)助劑復(fù)合應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵。

（4）系列化。系列化指通過(guò)對(duì)同一類助劑產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用性能發(fā)展規(guī)律的分析研究，將系列化的新助劑產(chǎn)品的主要參數(shù)、類型、性能、基本結(jié)構(gòu)等作出合理的安排與計(jì)劃，以協(xié)調(diào)同類產(chǎn)品、配套產(chǎn)品和目標(biāo)高分子材料之間更加合理的協(xié)同關(guān)系，從而充分發(fā)揮助劑產(chǎn)品的協(xié)同效應(yīng)和協(xié)配性，獲得更好的市場(chǎng)通用性。

（5）環(huán)?；?。隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格和可持續(xù)發(fā)展需要，環(huán)?；瘜⒊蔀榛瘜W(xué)助劑發(fā)展的重點(diǎn)。一方面是化學(xué)助劑制造過(guò)程的清潔生產(chǎn)工藝的開(kāi)發(fā)，節(jié)能減排；另一方面主要為發(fā)展環(huán)境友好助劑，限制或禁止使用對(duì)人體和自然環(huán)境有毒有害的助劑。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著高分子材料化學(xué)助劑高效化、多樣化、復(fù)合化、環(huán)?；⑾盗谢内厔?shì)不斷發(fā)展，高分子材料化學(xué)助劑的各類相關(guān)技術(shù)也沿著上述趨勢(shì)不斷演變進(jìn)步。高分子材料化學(xué)助劑企業(yè)只有在掌握化學(xué)助劑主體技術(shù)的基礎(chǔ)之上，沿著發(fā)展趨勢(shì)不斷研發(fā)新技術(shù)，才能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)地位。

參考文獻(xiàn)：

[1]白凡飛，賀平，賈志杰，黃新堂，何云.原位生成法制備單分散的納米氧化鋅分散液[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005（05）.

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關(guān)鍵詞：高分子材料　抗靜電　技術(shù)

通常情況下，兩種不同的物質(zhì)表面接觸的時(shí)候就會(huì)形成電荷的遷移。在理論上來(lái)說(shuō)，靜電是普遍存在的，我們通過(guò)高分子材料一般都具有電絕緣性，所以會(huì)在摩擦后易產(chǎn)生帶電現(xiàn)象。這種靜電輕則吸附灰，重則引起火災(zāi)等重大事故。所以，怎樣消除積聚在高聚物表面的靜電，以及防止高聚物表面產(chǎn)生靜電作用，已成為當(dāng)今高分子材料研究領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)課題。

一、防靜電技術(shù)的現(xiàn)狀

目前靜電技術(shù)是有很多種的，像我們平時(shí)用的塑料以及刷墻時(shí)用的涂料都是加入了導(dǎo)電的粉末，還有像石墨以及炭黑和和其他每一種金屬粉末以及易于離子化的很多種無(wú)機(jī)鹽類等這些是都可以防靜電。有機(jī)靜電劑主要是包括季鐵鹽類等。一般常用的有機(jī)抗靜電劑是表面活性劑，我們可以把它加到塑料內(nèi)部之后在擴(kuò)散到它的表面里，還可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有親水的部分還有親油的部分。親水的那部分就留在塑料的表面上，就在表面形成導(dǎo)電層，因此形成了防靜電的表面層。

二、高分子抗靜電的方法概述

高聚物本身對(duì)電荷泄放的性質(zhì)決定了高聚物表面聚集的電荷量，它主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周?chē)目諝庵休椛?，在這三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。這是因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。因此，通過(guò)提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹(shù)脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法，而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。

三、添加導(dǎo)電填料

這樣的方法一般的是每種不同的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中去，目前此方法中所使用的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

四、與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混

導(dǎo)電高分子材料中的高分子是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過(guò)，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、易氧化和穩(wěn)定性差，無(wú)法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

五、添加抗靜電劑法

永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹(shù)脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們?cè)诨w高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹(shù)脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

六、我國(guó)高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開(kāi)發(fā)的硬化棉籽單甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸鈉、烷基二苯醚磺酸鉀，上海助劑廠開(kāi)發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽，另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物、抗靜電劑磷酸酯與乙醇胺的縮合物，北京化工研究院開(kāi)發(fā)的三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物、陽(yáng)離子與非離子表面活性劑復(fù)合物。從抗靜電劑發(fā)展來(lái)看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開(kāi)發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。

七、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的合成材料抗靜電劑的行業(yè)發(fā)展的前景較好的，我們針對(duì)國(guó)內(nèi)的研究以及生產(chǎn)都應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)在的需求來(lái)調(diào)整自己的產(chǎn)業(yè)。應(yīng)該加大新品種開(kāi)發(fā)的力度。近幾年來(lái)國(guó)外在不斷的開(kāi)發(fā)高性能的抗靜電材料。在我國(guó)科研院所應(yīng)根據(jù)我國(guó)合成材料制品要求，開(kāi)發(fā)出多種高性能、環(huán)保無(wú)毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國(guó)內(nèi)需求。導(dǎo)電機(jī)理無(wú)論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下幾種：抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成海一島型水性的導(dǎo)電膜。離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。總的來(lái)看降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄，減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]吳馳飛.有機(jī)極性低分子分散型高分子高阻尼新材料的研制[A].材料科學(xué)與工程技術(shù)——中國(guó)科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2009.09.

[2]袁曉燕.天津大學(xué)材料學(xué)院高分子材料科學(xué)與工程系簡(jiǎn)介[A].復(fù)合材料.生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2010.07.

[3]陳湘寧 王天文.用于最佳靜電防護(hù)的本征導(dǎo)電聚合物的最新進(jìn)展[J].化工新型材料.2008.03.

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（一）添加導(dǎo)電填料

這類方法通常是將各種無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混

導(dǎo)電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過(guò)，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差，無(wú)法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機(jī)小分子抗靜電劑。有機(jī)小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為RYx，其中R為親油基團(tuán)，x為親水基團(tuán)，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團(tuán)，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán)，此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽(yáng)離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導(dǎo)電機(jī)理無(wú)論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導(dǎo)電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來(lái)一是降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹(shù)脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們?cè)诨w高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹(shù)脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國(guó)高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開(kāi)發(fā)的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開(kāi)發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開(kāi)發(fā)的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物）、ASA一150（陽(yáng)離子與非離子表面活性劑復(fù)合物），近年來(lái)又開(kāi)發(fā)出ASH系列、ASP系列和AB系列產(chǎn)品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產(chǎn)品則為有機(jī)硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復(fù)合而成；ASH和ASP系列主要是陽(yáng)離子與非離子表面活性復(fù)合而成，杭州化工研究所開(kāi)發(fā)的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復(fù)合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業(yè)研究所開(kāi)發(fā)的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡(luò)合物）；上海合成洗滌劑三廠開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的SH系列塑料抗靜電劑，已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，在使用效果和性能上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，部分品種可以替代進(jìn)口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽(yáng)離子表面活性劑；濟(jì)南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物）等；河南大學(xué)開(kāi)發(fā)的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長(zhǎng)碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽(yáng)離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產(chǎn)品也是目前國(guó)內(nèi)常用的，主要用于合成纖維領(lǐng)域。

從抗靜電劑發(fā)展來(lái)看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開(kāi)發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用與需求現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。

（一）加大新品種開(kāi)發(fā)力度

近年來(lái)國(guó)外開(kāi)發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應(yīng)于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國(guó)內(nèi)科研院所應(yīng)根據(jù)我國(guó)合成材料制品要求，開(kāi)發(fā)出多種高性能、環(huán)保無(wú)毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國(guó)內(nèi)需求。

（二）加快復(fù)合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn)

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復(fù)配，向適應(yīng)范圍廣、效率高、系列化、多功能、復(fù)合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹(shù)脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)方興未艾，國(guó)內(nèi)要加快抗靜電母粒的開(kāi)發(fā)與研究，促進(jìn)我國(guó)抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高緒珊、童儼，導(dǎo)電纖維及抗靜電纖維[M]．北京：紡織工業(yè)出版社，1991．148154．

[2]張淑琴，抗靜電劑，化工百科全書(shū)，第1版，化學(xué)工業(yè)出版社，1995（4）：667.

[3]陳湘寧、王天文，用于最佳靜電防護(hù)的本征導(dǎo)電聚合物的最新進(jìn)展[J]．化工新型材料，2002，30（11）：4750.

[論文關(guān)鍵詞]高分子材料抗靜電研究

篇4

[論文摘要]目前，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。介紹高分子抗靜電的方法，闡明高分子材料抗靜電技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和策略。

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中，如人們每時(shí)每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個(gè)帶電粒子；自然界的雷電；干燥季節(jié)里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上，這一切都是比較常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象。實(shí)際上，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對(duì)電荷泄放的性質(zhì)，其主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周?chē)目諝庵休椛?，三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。因此，通過(guò)提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹(shù)脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法，而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。

（一）添加導(dǎo)電填料

這類方法通常是將各種無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混

導(dǎo)電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過(guò)，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差，無(wú)法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機(jī)小分子抗靜電劑。有機(jī)小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為RYx，其中R為親油基團(tuán)，x為親水基團(tuán)，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團(tuán)，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán)，此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽(yáng)離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導(dǎo)電機(jī)理無(wú)論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導(dǎo)電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來(lái)一是降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹(shù)脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們?cè)诨w高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹(shù)脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國(guó)高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開(kāi)發(fā)的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開(kāi)發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開(kāi)發(fā)的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物）、ASA一150（陽(yáng)離子與非離子表面活性劑復(fù)合物），近年來(lái)又開(kāi)發(fā)出ASH系列、ASP系列和AB系列產(chǎn)品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產(chǎn)品則為有機(jī)硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復(fù)合而成；ASH和ASP系列主要是陽(yáng)離子與非離子表面活性復(fù)合而成，杭州化工研究所開(kāi)發(fā)的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復(fù)合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業(yè)研究所開(kāi)發(fā)的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡(luò)合物）；上海合成洗滌劑三廠開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的SH系列塑料抗靜電劑，已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，在使用效果和性能上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，部分品種可以替代進(jìn)口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽(yáng)離子表面活性劑；濟(jì)南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物）等；河南大學(xué)開(kāi)發(fā)的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長(zhǎng)碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽(yáng)離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產(chǎn)品也是目前國(guó)內(nèi)常用的，主要用于合成纖維領(lǐng)域。

從抗靜電劑發(fā)展來(lái)看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開(kāi)發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用與需求現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。

（一）加大新品種開(kāi)發(fā)力度

近年來(lái)國(guó)外開(kāi)發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應(yīng)于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國(guó)內(nèi)科研院所應(yīng)根據(jù)我國(guó)合成材料制品要求，開(kāi)發(fā)出多種高性能、環(huán)保無(wú)毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國(guó)內(nèi)需求。

（二）加快復(fù)合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn)

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復(fù)配，向適應(yīng)范圍廣、效率高、系列化、多功能、復(fù)合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹(shù)脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)方興未艾，國(guó)內(nèi)要加快抗靜電母粒的開(kāi)發(fā)與研究，促進(jìn)我國(guó)抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高緒珊、童儼，導(dǎo)電纖維及抗靜電纖維[M]．北京：紡織工業(yè)出版社，1991．148154．

篇5

摘要：高分子量聚丙烯酸鈉是一類廣泛用于燒堿和純堿行業(yè)鹽水精制、氧化鋁生產(chǎn)的赤泥沉降分離、味精廠廢水中蛋白質(zhì)回收和制糖等行業(yè)的高分子材料。也是丙烯酸使用量很大的一類產(chǎn)品。本文論述了高分子量聚丙烯酸鈉的國(guó)內(nèi)外研究狀況、應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用現(xiàn)狀、生產(chǎn)概況、市場(chǎng)需求情況和應(yīng)用前景，對(duì)促進(jìn)我國(guó)丙烯酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高我國(guó)高分子量聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)水平都具有重要意義。

隨著我國(guó)丙烯酸工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)丙烯酸下游產(chǎn)品的研究不斷深入，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。聚丙烯酸鈉作為丙烯酸的一種主要下游產(chǎn)品，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外的研究受到重視，生產(chǎn)也不斷增加。聚丙烯酸鈉產(chǎn)品包括水溶性產(chǎn)品和水不溶性產(chǎn)品。水溶性聚丙烯酸鈉產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品、紡織造紙、化工等領(lǐng)域。水不溶性聚丙烯酸鈉產(chǎn)品具高吸水性，主要用于農(nóng)林園藝、生理衛(wèi)生等領(lǐng)域。聚丙烯酸鈉的分子量從幾百至幾千萬(wàn)以上，不同分子量的聚丙烯酸鈉各有各的用途。超低分子量(700以下)的用途還未完全開(kāi)發(fā);低分子量(1000-5000)主要起分散作用;中等分子量(104-106)顯示有增稠性;高分子量(106-107)的則主要做增稠劑和絮凝劑;超高分子量(107以上)的在水中溶脹，生成水凝膠，主要用作吸水劑。水溶性聚丙烯酸鈉中又包括高分子量和低分子量?jī)深悺?/p>

1.高分子量聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀

目前高分子量聚丙烯酸鈉合成是采用丙烯酸經(jīng)氫氧化鈉中和形成丙烯酸鈉溶液，然后再聚合的工藝路線。在水溶性高分子量聚丙烯酸鈉的合成中，通常是高濃度丙烯酸鈉溶液和低濃度氧化還原引發(fā)劑在低溫下進(jìn)行水溶液聚合。制備的關(guān)鍵是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚劑。去除阻聚劑的方法有減壓蒸餾或加人活性炭吸附。高分子量聚丙烯酸鈉聚合時(shí)往往因?yàn)樽越宦?lián)作用或聚合速度過(guò)快使產(chǎn)品水溶性降低，因此需加入抗交聯(lián)劑和緩聚合劑。日本專利報(bào)道了以過(guò)硫酸鹽和有機(jī)苯胺的復(fù)合引發(fā)體系，常溫下催化丙烯酸鈉水溶液聚合，制得溶解性能好的聚丙烯酸鈉。戚銀城等采用氧化-還原體系，添加氨水和氯化鈉，在30℃時(shí)合成了分子量幾百至幾千萬(wàn)的聚丙烯酸鈉。水溶液聚合法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易的特點(diǎn)，但缺點(diǎn)是所得到的聚合產(chǎn)物含水量高達(dá)60%-70%，難干燥。反相懸浮聚合法也可用于合成高分子量聚丙烯酸鈉。韓淑珍報(bào)道了北京化工大學(xué)開(kāi)發(fā)出反相懸浮聚合法合成聚丙烯酸鈉絮凝劑，并建成1000L聚合釜裝置。反相懸浮聚合法工藝復(fù)雜、設(shè)備利用率低。

2.水溶性高分子量聚丙烯酸鈉的應(yīng)用

聚丙烯酸鈉是一種線狀、可溶性高分子化合物，其分子鏈上的梭基由于靜電相斥，使聚合物鏈伸展，促成有吸附團(tuán)外露到表面上，這些活性點(diǎn)吸附在溶液中懸浮粒子上，形成粒子間的架橋，從而加速了懸浮粒子的沉降。因此可作絮凝劑。

2.1鹽水精制

純堿和燒堿生產(chǎn)中，鹽水中的Ca、Mg離子通常用碳酸鈉和氫氧化鈉或石灰水沉淀，沉淀后鹽水中懸浮物質(zhì)顆粒小、沉降慢，因此要加入絮凝劑促進(jìn)沉降從而使鹽水精制。因此，選用高效、溶解速度快的絮凝劑才是關(guān)鍵。以往生產(chǎn)中使用苛化淀粉或聚丙烯酞胺用于鹽水精制的絮凝效果并不理想，使用后鹽水澄清度不夠，產(chǎn)品質(zhì)量不高。而用聚丙烯酸鈉能大大提高鹽水質(zhì)量。對(duì)用作鹽水精制的聚丙烯酸鈉要求主要有分子量高(>一千萬(wàn))，溶解時(shí)間短(15-30min ),溶解性能好(無(wú)凝膠物)。使用時(shí)用量少，產(chǎn)生的礬花大、沉降快，鹽水澄清度高。甘肅鹽鍋峽化工總廠用固體聚丙烯酸鈉(分子質(zhì)量>八百萬(wàn))作鹽水助沉劑助沉效果好，助沉劑用量少，噸堿耗用量為10-15g，且貯存方便。李澤潔對(duì)鹽水精制中使用聚丙烯酸鈉進(jìn)行了研究。王德懷根據(jù)氯堿生產(chǎn)廠家的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)出了專用于鹽水雜質(zhì)助沉的速溶型固體聚丙烯鈉，其分子量高達(dá)八百萬(wàn)以上，溶解速度快，30分鐘之內(nèi)可以完全溶解，助沉效果好。

2.2氧化鋁生產(chǎn)

氧化鋁生產(chǎn)中，拜耳法赤泥的分離洗滌采用沉降槽，為加速赤泥沉降，傳統(tǒng)方法是添加面粉等天然高分子絮凝劑。隨著氧化鋁產(chǎn)量不斷提高，沉降槽常出現(xiàn)跑渾現(xiàn)象。改用聚丙烯酸鈉絮凝，大大增加了赤泥的沉降速度，澄清效果好，從而提高了沉降槽的產(chǎn)能和精鹽液質(zhì)量。我國(guó)聚丙烯酸鈉中常用的絮凝劑品種是A-1000#。赤泥沉降過(guò)程中，為降低絮凝劑與赤泥初聚體“架橋”時(shí)的空間效應(yīng)，江新民將NaOH改性處理的A-1000#絮凝劑用于拜耳赤泥分離和燒結(jié)法赤泥分離，效果分別是未處理該絮凝劑的3倍和1.88倍。

2.3回收蛋白質(zhì)

聚丙烯酸鈉作為主要絮凝劑預(yù)處理味精濃廢水有顯著效果。朱莉預(yù)處理過(guò)程對(duì)COD；SS；S042-的去除率分別達(dá)69%，91%和41%。張軼東采用自由基水溶液聚合法合成了超高分子量的聚丙烯酸鈉，將其直接用于蛋白質(zhì)溶液等的濃縮，用該方法濃縮蛋白質(zhì)效率高、濃縮劑用量少，更好地保持了酶的活性。

2.4其他方面

a糖汁澄清

糖汁中懸浮著被石灰吸附的粒子，添加少量聚丙烯酸鈉可加速其沉降，使糖汁很快澄清。

b土壤改良劑

聚丙烯酸鈉能使土壤形成穩(wěn)定團(tuán)粒，來(lái)改善土壤耕作和促進(jìn)植物生長(zhǎng)，減少水土流失。

3.高分子量聚丙烯酸鈉的需求和應(yīng)用前景

我國(guó)純堿燒堿產(chǎn)量均居世界第二位。目前，這兩堿行業(yè)的生產(chǎn)中，鹽水精制過(guò)程大多不使用聚丙烯酸鈉，主要由于一是使用習(xí)慣，其次是表面看聚丙烯酸鈉價(jià)格稍貴，而忽視了聚丙烯酸鈉的用量少，效果好的特點(diǎn)。由于使用聚丙烯酞胺導(dǎo)致鹽水質(zhì)量上不去，隨著聚丙烯酸鈉應(yīng)用的推廣，越來(lái)越多的企業(yè)傾向于使用聚丙烯酸鈉。

篇6

根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)劃和有關(guān)部門(mén)的科技項(xiàng)目安排，結(jié)合糧食行業(yè)實(shí)際情況，我局現(xiàn)開(kāi)始組織申報(bào)*6年國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目?，F(xiàn)將有關(guān)事項(xiàng)通知如下：

一、項(xiàng)目申報(bào)主要范圍

（一）生物能源。開(kāi)展燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)成型燃料、工業(yè)化沼氣等在內(nèi)的生物能源產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。主要包括以木薯、甜高粱、秸稈等非糧食原料生產(chǎn)的燃料乙醇，以棉籽、油菜籽、廢棄油及其他木本油料植物為原料生產(chǎn)的生物柴油，以秸稈、農(nóng)林業(yè)廢棄物等為原料壓縮成型生產(chǎn)的生物質(zhì)成型燃料，以及利用有機(jī)廢棄物開(kāi)展大型工業(yè)化沼氣生產(chǎn)和利用。

（二）生物材料。開(kāi)展以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)可生物降解高分子材料和替代石油基產(chǎn)品的基礎(chǔ)化工材料的產(chǎn)業(yè)化。主要包括可生物降解的生物質(zhì)塑料，淀粉與可生物降解高分子材料共混得到的環(huán)境友好高分子材料單體及聚合物，生物合成高分子材料，新型炭吸附材料等。

（三）生物質(zhì)原料的高效生產(chǎn)。重點(diǎn)支持邊際性土地（如沙荒地、鹽堿地、山坡地等）高產(chǎn)作物、植物的育種及新品種產(chǎn)業(yè)化，基因工程高產(chǎn)淀粉質(zhì)、纖維質(zhì)、油料作物等的品種改造與新品種產(chǎn)業(yè)化等。

二、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的實(shí)施原則

為確保高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目能夠取得應(yīng)有的效果，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程要把握好以下幾項(xiàng)原則：

（一）注重自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新、技術(shù)開(kāi)發(fā)和技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合，以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和形成成套工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)為核心，促進(jìn)重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品的新突破。

（二）促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，重點(diǎn)扶持合作關(guān)系清晰、合作實(shí)體明確、合作任務(wù)落實(shí)的產(chǎn)學(xué)研合作重大項(xiàng)目的實(shí)施。

（三）充分利用市場(chǎng)機(jī)制，發(fā)揮國(guó)家投資引導(dǎo)的作用，促進(jìn)企業(yè)和社會(huì)投資發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，培育具有較強(qiáng)開(kāi)發(fā)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)。

（四）重視項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和申報(bào)單位的建設(shè)條件。申報(bào)單位應(yīng)具備較強(qiáng)的經(jīng)營(yíng)、管理籌資等方面的能力。

三、項(xiàng)目進(jìn)度安排和相關(guān)要求

請(qǐng)各省糧食局積極推薦符合高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目申報(bào)條件的企業(yè)，我局將結(jié)合糧食行業(yè)實(shí)際情況，積極組織推薦申報(bào)工作，并組織指導(dǎo)有關(guān)企業(yè)編寫(xiě)資金申請(qǐng)報(bào)告。

各企業(yè)請(qǐng)于3月5日前，將資金申請(qǐng)報(bào)告和有關(guān)附件等材料一式五份報(bào)送我局，同時(shí)提供電子文本。

特此通知。

附件：

國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告編制要點(diǎn)

一、項(xiàng)目意義和必要性。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析，市場(chǎng)分析，與國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)總體思路、原則、目標(biāo)等關(guān)聯(lián)情況。

二、項(xiàng)目技術(shù)基礎(chǔ)。成果來(lái)源及知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況，已完成的研究開(kāi)發(fā)工作及中試情況和鑒定年限，技術(shù)或工藝特點(diǎn)以及與現(xiàn)有技術(shù)或工藝比較所具有的優(yōu)勢(shì)，該重大關(guān)鍵技術(shù)的突破對(duì)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用。

三、項(xiàng)目建設(shè)方案。項(xiàng)目的產(chǎn)能規(guī)模、建設(shè)的主要內(nèi)容、采用的工藝技術(shù)路線與技術(shù)特點(diǎn)、設(shè)備選型及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、建設(shè)地點(diǎn)、建設(shè)工期和進(jìn)度安排、建設(shè)期管理等。

四、項(xiàng)目投資。項(xiàng)目總投資規(guī)模，投資使用方案、資金籌措方案以及貸款償還計(jì)劃。

五、環(huán)境保護(hù)、資源綜合利用、節(jié)能與原材料供應(yīng)及外部配套條件落實(shí)情況等。

六、項(xiàng)目法人基本情況。項(xiàng)目法人的所有制性質(zhì)，主營(yíng)業(yè)務(wù)，近三年來(lái)的銷售收入、利潤(rùn)、稅金、固定資產(chǎn)、資產(chǎn)負(fù)債率、銀行信用等級(jí)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人基本情況及主要股東的概況等。

七、項(xiàng)目財(cái)務(wù)分析、經(jīng)濟(jì)分析及主要指標(biāo)。內(nèi)部收益率、投資利潤(rùn)率、投資回收期、貸款償還期等指標(biāo)的計(jì)算和評(píng)估，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析。

八、資金申請(qǐng)報(bào)告報(bào)告附件：

1、銀行承貸證明(省分行以上)文件；

2、項(xiàng)目法人近三年的經(jīng)營(yíng)狀況（包括損益表、資產(chǎn)負(fù)債表、現(xiàn)金流量表）和項(xiàng)目法人自籌資金保證落實(shí)文件；

3、地方、部門(mén)配套資金及其它資金來(lái)源證明文件；

4、前期科研成果證明材料(需經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證或出具技術(shù)檢測(cè)報(bào)告、專利證書(shū)等)；前期科研成果的成熟度，應(yīng)能夠滿足產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)或產(chǎn)業(yè)化示范的要求；

5、相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)意見(jiàn)；

6、有關(guān)部門(mén)出具的產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)許可文件(醫(yī)藥、生物、農(nóng)藥、信息安全產(chǎn)品等)；

篇7

關(guān)鍵詞：陶瓷坯體；增強(qiáng)劑；研究；應(yīng)用；增強(qiáng)機(jī)理

1 引言

在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中，坯料的制備是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它直接影響到后續(xù)的成型、干燥及燒成等工序，而坯體的干燥強(qiáng)度則是一個(gè)重要指標(biāo)，它對(duì)產(chǎn)品的成品率及質(zhì)量有重要的影響。坯體的干燥強(qiáng)度一般是由粘土的可塑性、加入量和坯體的成形壓力等因素來(lái)決定。由于受當(dāng)?shù)卦霞俺尚螇毫Φ南拗?，我?guó)很多工廠特別是南方的墻地磚生產(chǎn)工廠的坯料中粘土的可塑性較差，坯體干燥強(qiáng)度差，即使增加成形壓力也很難達(dá)到要求，因此產(chǎn)品在加工過(guò)程中缺邊掉角的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，直接影響了生產(chǎn)[1]。在生產(chǎn)中加入坯體增強(qiáng)劑是解決上述問(wèn)題的有效途徑，尤其是國(guó)外先進(jìn)的陶瓷生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)過(guò)程中普遍使用坯體增強(qiáng)劑。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外一些化學(xué)品公司研制了一些坯體增強(qiáng)劑，并逐步形成了生產(chǎn)規(guī)模[2]。本文對(duì)陶瓷坯體增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理、研究和應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了歸納總結(jié)。

2 坯體增強(qiáng)劑在陶瓷制備中的應(yīng)用研究

2.1 坯體增強(qiáng)劑及其分類

坯體增強(qiáng)劑是指用于增強(qiáng)、增塑陶瓷坯體的物料。增強(qiáng)劑一般為有機(jī)高分子聚合物，加入后對(duì)陶瓷生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)無(wú)不良影響，并具有良好的燒成特征。常見(jiàn)的坯體增強(qiáng)劑有變性淀粉、甲基纖維素、聚乙烯醇及丙烯聚合物、海藻酸鈉、糊精、栲膠等[3]，最近又出現(xiàn)了新型陶瓷增強(qiáng)劑如聚丙烯酸鈉復(fù)合劑、改性淀粉聚合物等。市面上商品坯體增強(qiáng)劑有粉體和液體兩種，前者易于包裝運(yùn)輸?shù)孜苯Y(jié)團(tuán)，后者則易于在陶瓷漿料中分散，使用更為方便，并能對(duì)漿料起到懸浮穩(wěn)定作用，即使加入量高達(dá)5%也不會(huì)使料漿稠化，而且不影響漿料的流動(dòng)性[4]。

2.2 使用坯體增強(qiáng)劑需考慮的問(wèn)題

2.2.1坯體增強(qiáng)劑的選擇

陶瓷坯體增強(qiáng)劑的正確選擇和使用是提高陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵之一。如果坯體增強(qiáng)劑選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致泥漿流動(dòng)性降低，泥漿觸變性變大。因此，在選擇坯體增強(qiáng)劑時(shí)必須要做到以下幾點(diǎn)：首先對(duì)現(xiàn)有增強(qiáng)劑的種類、性能和使用方法有一個(gè)基本的了解；其次對(duì)要制造的陶瓷坯料有個(gè)基本的了解；要進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，測(cè)出增強(qiáng)劑加入量和干燥強(qiáng)度的關(guān)系曲線，要多選擇幾種增強(qiáng)劑進(jìn)行試驗(yàn)、比較，而且盡量采用多功能型代替單一型以互相補(bǔ)充；既要考慮增強(qiáng)效果，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。最好使用普適性強(qiáng)、效果好和經(jīng)濟(jì)型增強(qiáng)劑[5]。

2.2.2 坯體增強(qiáng)劑的用量

坯體增強(qiáng)劑存在一個(gè)最佳用量的問(wèn)題，并不是增強(qiáng)劑用得越多增強(qiáng)效果就越好。隨著增強(qiáng)劑加入量增加，坯體的干燥強(qiáng)度逐漸趨于平穩(wěn)甚至下降。其主要原因是當(dāng)所加入的增強(qiáng)劑過(guò)量時(shí)，顆粒表面完全給增強(qiáng)劑分子包裹，而且包裹層較厚，顆粒之間的距離將會(huì)大大加大，反而降低了顆粒間的毛細(xì)管力，從而使強(qiáng)度增加趨于平緩甚至略有下降[6]。

3 坯體增強(qiáng)劑的應(yīng)用

3.1 發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的研究已經(jīng)有了較大的進(jìn)展，如德國(guó)司馬公司和意大利帝國(guó)公司生產(chǎn)的增強(qiáng)劑，其效果明顯優(yōu)于其它同類產(chǎn)品。我國(guó)在這方面的研究落后于其他先進(jìn)國(guó)家，如某廠在壓制300 mm×300 mm瓷磚時(shí)，使用了坯體增強(qiáng)劑，當(dāng)加入量為0.3%時(shí)，生坯強(qiáng)度提高到0.98 MPa，高于沒(méi)有使用增強(qiáng)劑時(shí)，采用1500 t壓機(jī)的壓坯強(qiáng)度；有些國(guó)家要求陶瓷生坯強(qiáng)度超過(guò)2.2 MPa。近年來(lái)，我國(guó)在增強(qiáng)劑等方面研究開(kāi)發(fā)力度明顯增強(qiáng)。周志烽報(bào)道的一種增強(qiáng)劑已經(jīng)投入生產(chǎn)，該增強(qiáng)劑屬于水溶性復(fù)合有機(jī)鹽的新型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，它是針對(duì)我國(guó)的具體情況，在參照國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上利用國(guó)產(chǎn)資源生產(chǎn)的一種新型陶瓷添加劑。該種坯體增強(qiáng)劑對(duì)陶瓷墻地磚、衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷以及特種陶瓷坯體有顯著的增強(qiáng)效果。與進(jìn)口同類產(chǎn)品相比，使用性能毫不遜色，與其它如本素磺酸鈣、淀粉、CMC和腐殖酸鈉等增強(qiáng)劑相比，具有更高的性價(jià)比[7]。

3.2 應(yīng)用舉例

（1） TT型陶瓷坯體增強(qiáng)劑

該增強(qiáng)劑主要適用于特種陶瓷（氧化物、氮化物和碳化物等）、耐火材料、涂料以及水泥等。其特點(diǎn)是分散性好、粘合強(qiáng)度高、不發(fā)霉變質(zhì)、同時(shí)不含金屬雜質(zhì)。因此其使用性能優(yōu)于羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚乙烯醇（PVA）和變性淀粉等。溫度高于400℃則完全燒失，不影響產(chǎn)品的性能。加入量0.3～1.0%，可使坯體強(qiáng)度提高30～200%[8]。

（2） PT型陶瓷坯體增強(qiáng)劑

該增強(qiáng)劑具有廣泛的適用性，可用于陶瓷墻地磚、衛(wèi)生潔具、日用陶瓷、美術(shù)陶瓷、釉料、特種陶瓷和耐火材料等。當(dāng)加入量為0.05～0.15%，可使坯體強(qiáng)度提高30～60%，有效減少了坯體的破損率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。增強(qiáng)劑加入后對(duì)漿料性能通常沒(méi)有不良影響，還可提高坯料可塑性以及漿料懸浮穩(wěn)定性。當(dāng)溫度高于400℃時(shí)則完全燒失，不影響產(chǎn)品的性能。其良好的燒失特性，特別適用于快速燒成陶瓷墻地磚[9]。

（3） YZ型陶瓷增強(qiáng)劑

加入適量YZ型增強(qiáng)劑（推薦加入量0.3%～0.5%），可增加壓制成形陶瓷坯體強(qiáng)度30%～50%，同時(shí)，也可以有效地降低半成品在搬運(yùn)、裝飾等工藝過(guò)程中的破損率。同時(shí)可改善料漿懸浮穩(wěn)定性，也可用為解凝劑使用，取代腐植酸鈉，無(wú)需再加其他解凝劑，還可以提高料漿研磨效率10%～30%。除此之外，還可提高坯體的可塑性，減少塑性粘土的用量，既能降低坯體干燥和燒成收縮，又能降低制品的燒成溫度，對(duì)改進(jìn)生產(chǎn)工藝十分有利[10]。

（4） 聚丙烯酸鈉及其復(fù)合坯體增強(qiáng)劑

聚丙烯酸鈉按其分子量的大小可分為高分子量（約106～107）、中分子量（104～106）和低分子量（

另外，以自制的中分子量聚丙烯酸鈉為主體，以不同比例的聚丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鈣等添加劑為輔助成分，制備了一系列復(fù)合坯體增強(qiáng)劑。自制聚丙烯酸鈉復(fù)合陶瓷坯體增強(qiáng)劑對(duì)陶瓷坯體的增強(qiáng)效果比聚丙烯酸鈉更加明顯；復(fù)合增強(qiáng)劑在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.4%時(shí)，對(duì)陶瓷坯體增強(qiáng)作用最大。自制復(fù)合陶瓷坯體增強(qiáng)劑增強(qiáng)作用使地磚生產(chǎn)的成品率從67.70%提高到90%以上。

（5） PVA及PVA改性淀粉聚合物

聚乙烯醇，簡(jiǎn)稱PVA，屬高分子化合物，外觀為白色粉末絮狀，可溶于水、乙醇、乙二醇、甘油等有機(jī)溶劑內(nèi)，具有粘性及彈性，使用時(shí)，一般需要加熱到80℃左右。不過(guò)若在坯料中含有較多CaO、ZnO、BaO、MgO及硼酸鹽、磷酸，PVA將難以發(fā)揮拉塑作用。此外，由于有效作用時(shí)間短，有可能燒后會(huì)或多或小留有殘灰或氣孔，影響瓷料電性能和力學(xué)性能，需要引起注意。

自制增強(qiáng)劑PS是一種PVA改性淀粉聚合物，是一種多羥基化合物，由許多脫水葡萄糖單元經(jīng)糖鍵連接而成，每個(gè)脫水葡萄糖單元的2、3、6三個(gè)位置上各有一個(gè)醇羥基，加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí)，6位上的羥基比2、3位的羥基更易于氧化。淀粉氧化后分子中含有醛基和羥基。在PVA水溶液中加入氧化劑過(guò)硫酸鉀，使PVA部分分子鏈斷鏈而導(dǎo)入端羧基或醛基，并在分子鏈中引入酮基。由于PVA和淀粉都是含有多羥基的大分子化合物，在一定的條件下，PVA與氧化淀粉間發(fā)生接枝反應(yīng)，使粘合強(qiáng)度明顯提高。試驗(yàn)表明：當(dāng)加入量為0.1～0.5%（相對(duì)干料而言）時(shí)，可提高瓷質(zhì)磚坯體強(qiáng)度15～60%以上。

（6） 腐植酸鈉

腐植酸鈉[11]俗稱胡敏酸鈉，屬腐植酸的鈉鹽。其外觀呈膠狀或黑色粉末狀，一般采用泥炭，褐煤或某些土壤與燒堿溶液作用而制成的，腐殖酸鈉在陶瓷坯料中主要作用是增加泥料的可塑性、泥漿流動(dòng)性、懸浮性，并可增加坯體的干燥強(qiáng)度，增加釉的附著力和釉的干燥速度，減少釉面氣孔和釉坯開(kāi)裂。此外，腐殖酸鈉對(duì)于石膏模具也有顯著的增強(qiáng)、增韌作用，提高石膏的使用壽命。腐殖酸鈉在坯料中的用量一般為1～3%，在釉中的用量一般為0.1～0.5%，同時(shí)坯釉中應(yīng)減少磨水量。

4 坯體增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理探討

4.1 有機(jī)高分子鏈增強(qiáng)

在沒(méi)有加入增強(qiáng)劑時(shí)，陶瓷坯體顆粒之間的結(jié)合是純粹的顆粒和顆粒之間的結(jié)合，加入了有機(jī)高分子材料后，陶瓷坯體顆粒之間的結(jié)合機(jī)制則完全不同，情況取決于有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)。有機(jī)高分子材料通常為有機(jī)小分子單體在一定的溫度、粘度和催化劑濃度等反應(yīng)條件下，經(jīng)過(guò)均聚、共聚、縮合或接枝共聚而成，因此其分子結(jié)構(gòu)一般為鏈狀。根據(jù)其聚合度不同，其分子鏈長(zhǎng)短也不同。具有足夠鏈長(zhǎng)的高分子聚合物可在陶瓷顆粒之間架橋，產(chǎn)生交聯(lián)作用而形成不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并形成凝聚，將陶瓷顆粒緊緊包裹，從而增加坯體強(qiáng)度[12]。

4.2 氫鍵增強(qiáng)

分析顆粒之間的結(jié)合力情況，在不加增強(qiáng)劑時(shí)，陶瓷顆粒之間還存在少量水分，顆粒之間還有毛細(xì)管力，毛細(xì)管力的存在使得顆粒擴(kuò)散層產(chǎn)生張緊力，從而將顆粒拉近。其形成的壓力越大，顆粒之間的距離越近，毛細(xì)管力越大，則顆粒結(jié)合力越強(qiáng)，坯體強(qiáng)度越大。增強(qiáng)劑存在時(shí)，除了上述的作用之外，顆粒表面被高分子材料包裹（包裹程度視增強(qiáng)劑加入量不同而異），還會(huì)使顆粒之間借助于有機(jī)高分子而產(chǎn)生氫鍵作用，因而大大增加了坯體強(qiáng)度，氫鍵作用強(qiáng)弱取決于增強(qiáng)劑的分子鏈表面電荷密度，電荷密度越大，作用間的距離將會(huì)大大加大，反而降低了毛細(xì)管力，從而使強(qiáng)度下降。有機(jī)高分子的加入會(huì)而產(chǎn)生氫鍵作用，因而大大增加了坯體強(qiáng)度[13]。

4.3 粘合增強(qiáng)

運(yùn)動(dòng)增加，使包裹在一個(gè)顆粒表面的高分子與包裹在另一個(gè)顆粒外表面的高分子纏繞或鏈合，把兩個(gè)顆粒更加緊密地粘合在一起，從而在生坯成型時(shí)，既有外部對(duì)泥料的施加壓力，形成顆粒間的機(jī)械結(jié)合，又有泥料內(nèi)部的高分子粘合效應(yīng)，形成三維網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，最終使經(jīng)過(guò)處理后的生坯強(qiáng)度提高。

4.4 靜電力增強(qiáng)

粘土顆粒往往形成片狀結(jié)構(gòu)，從結(jié)晶學(xué)和硅酸鹽理論觀點(diǎn)可知，板面常帶負(fù)電，四周棱邊常帶正電，由于片狀厚度很薄，粒度的磨細(xì)往往是板面面積的減少，棱邊變化不大，顆粒成多棱角狀使負(fù)電荷作用減弱，相對(duì)的正電荷作用增強(qiáng)。在壓型過(guò)程中，顆粒以邊、棱連接為主導(dǎo)，而邊、棱連接很少，因而帶負(fù)電荷的邊與帶正電荷的棱由于靜電引起作用而相互凝結(jié)起來(lái)，隨著壓型力增加，顆粒間空隙減少，顆粒間距進(jìn)一步縮小，顆粒接觸數(shù)目逐漸增多，靜電效應(yīng)再度增加，從而使坯體具有一定的強(qiáng)度。

5 發(fā)展趨勢(shì)及展望

隨著陶瓷工業(yè)的發(fā)展，陶瓷增強(qiáng)劑也在不斷發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是其應(yīng)用范圍更加廣闊，幾乎涉及陶瓷生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域；二是功能更加齊全；三是產(chǎn)品的科技含量不斷提高，它與精細(xì)化工、納米科技結(jié)合，產(chǎn)品的檔次和質(zhì)量有明顯的提高。世界各國(guó)對(duì)助劑工業(yè)都給予了高度的重視，在陶瓷企業(yè)中采用陶瓷增強(qiáng)劑，特別是新型增強(qiáng)劑，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)量和降低能耗將起到巨大的作用。根據(jù)國(guó)內(nèi)外陶瓷增強(qiáng)劑的制備及應(yīng)用方面的資料，結(jié)合我國(guó)陶瓷行業(yè)的現(xiàn)狀，我們需要加強(qiáng)重視以下幾個(gè)方面：（1）深入研究陶瓷添加劑的作用機(jī)理；（2）設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型陶瓷添加劑；（3）開(kāi)發(fā)新型表面活性劑；（4）重視水溶性高分子材料的應(yīng)用；（5）注重配方原理和技術(shù)研究；（6）開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境無(wú)污染的綠色化學(xué)品[14]。

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篇8

Embracing with three elements which are sense, response and feedback, smart textiles is a development trend of textile and apparel industry and research goals for military of many countries as well. This paper analysed the technology status quo and characteristics of several typical kinds of smart textiles, and discussed their application potential on military equipments.

1概述

智能材料是模仿生命系統(tǒng)、具有感知和驅(qū)動(dòng)雙重功能、對(duì)使用環(huán)境敏感且能對(duì)環(huán)境變化做出響應(yīng)的材料，其顯著特點(diǎn)是將高技術(shù)的傳感器和執(zhí)行元件與傳統(tǒng)材料結(jié)合在一起，賦予材料以新的性能，使無(wú)生命的材料具有越來(lái)越多生物所特有的屬性。感知、反饋、響應(yīng)是其三大要素。智能紡織品是其中的一個(gè)重要分支，同時(shí)具有感知、反饋、響應(yīng)的特性以及紡織品柔軟可穿用的特點(diǎn)。

能夠感知外界環(huán)境變化、并根據(jù)外界環(huán)境變化判斷作出應(yīng)對(duì)措施、然后進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)或性能調(diào)整來(lái)適應(yīng)外界環(huán)境的智能紡織品，一直以來(lái)都是各國(guó)軍方夢(mèng)寐以求的。例如，能夠隨著環(huán)境顏色變化而調(diào)整自身顏色的“變色龍”迷彩紡織品，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度來(lái)適應(yīng)環(huán)境溫度變化的紡織品，能夠遠(yuǎn)程探測(cè)士兵生理參數(shù)、受傷部位及程度并進(jìn)行調(diào)節(jié)和治療的電子信息紡織品，能夠在可見(jiàn)光波段實(shí)現(xiàn)隱身的高級(jí)智慧型功能紡織品等等，無(wú)一不是各國(guó)軍方追求的 目標(biāo)。

根據(jù)目前已有的報(bào)道和研究，典型的智能紡織品主要有以下幾大類：電子信息智能紡織品、變色紡織品、相變材料和智能調(diào)溫紡織品、形狀記憶高分子及紡織品、基于水凝膠的智能紡織品和基于人工周期性結(jié)構(gòu)的隱身紡織材料。本文結(jié)合這幾類智能紡織品的特點(diǎn)以及軍用紡織品的應(yīng)用要求等，就其研發(fā)現(xiàn)狀及其在軍用裝備方面的應(yīng)用進(jìn)行了 探討。

2典型的智能紡織品及其在軍用裝備上的應(yīng)用

2.1電子信息智能紡織品

微電子信息技術(shù)和紡織技術(shù)的完美結(jié)合，造就了電子信息智能紡織品。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，該類紡織品表現(xiàn)為通過(guò)多種信息處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種信息的探測(cè)或處理，只是多個(gè)分系統(tǒng)的組合；是多功能的集合，還停留在功能材料的智慧水平，屬于消極智能紡織品。比如可穿戴的計(jì)算機(jī)、用以檢測(cè)人體生理指標(biāo)的LifeShirt、用以探測(cè)彈傷位置的SmartShirt等。目前已商業(yè)化的部分電子信息智能服裝如表 1 所示。

微電子元件和紡織品的結(jié)合有 3 種技術(shù)水平：（1）模塊化技術(shù)：將電子元件作為紡織品的附件，電子元件和紡織品的功能各自獨(dú)立，比如Philips Levi’s的ICD款式的夾克；（2）嵌入式技術(shù)：電子元件被接合到紡織品的某一部分織物中，比如附加在織物上通過(guò)導(dǎo)電紗線連接的電路板，基于織物的柔性傳感器、整合電路等；（3）基于纖維的技術(shù)：部分或所有必須的電子元件及傳感器直接由纖維和織物構(gòu)成。

無(wú)論何種技術(shù)水平，電子信息智能紡織品的關(guān)鍵技術(shù)在于電子元件的微小型化及柔性化。其中，電子元件的微小型化屬于電子技術(shù)范疇，而柔性化則大多需要通過(guò)紡織技術(shù)來(lái)達(dá)到。目前文獻(xiàn)中報(bào)道研究的柔性化電子器件主要有織物傳感器、織物電極、可傳輸信號(hào)的導(dǎo)電纖維或紗線、織物線路板、柔性顯示器等，如圖 1 所示。以上各種織物傳感器類產(chǎn)品都是通過(guò)將導(dǎo)電物質(zhì)涂敷于織物上或?qū)?dǎo)線織入織物等方式賦予織物導(dǎo)電性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，研發(fā)并掌握具有傳輸信號(hào)功能的導(dǎo)電纖維和織物的關(guān)鍵技術(shù)是電子元件柔性化的根本。

目前已商業(yè)化的這些電子信息智能紡織品給了各界極大的鼓舞和信心，但它們還存在一些亟待解決的問(wèn)題，如能源供應(yīng)、柔性集成電路、電子部件的耐水洗和耐汗?jié)n等性能以及各接口的穩(wěn)定性問(wèn)題等。

美軍和我國(guó)軍方都已展開(kāi)了對(duì)該類紡織品的研發(fā)及應(yīng)用，主要集中在電子元器件的微小型化和柔性化，基本處于模塊化和嵌入式水平階段。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上，單兵只需穿著一件信息化作戰(zhàn)服裝，就可以通過(guò)服裝上內(nèi)置的各種傳感器來(lái)感知戰(zhàn)場(chǎng)和人體的各種狀態(tài)變化，探測(cè)槍傷的位置并給藥，通過(guò)內(nèi)置的柔性鍵盤(pán)和開(kāi)關(guān)來(lái)處理獲得的信息，并通過(guò)無(wú)線信息傳輸技術(shù)將這些信息傳送給指揮部門(mén)或鄰近的戰(zhàn)友，從而接受指揮部門(mén)的命令或戰(zhàn)友的信息。

2.2變色紡織品

變色材料是指其顏色隨著外界環(huán)境變化而發(fā)生改變的物質(zhì)。材料變色的基本原理是基于當(dāng)相應(yīng)的外界條件發(fā)生變化時(shí)，材料對(duì)可見(jiàn)光的吸收光譜發(fā)生變化。變色材料實(shí)質(zhì)是變色染料或顏料，通過(guò)將具有變色功能的單體與其他單體共聚或作為側(cè)基引入獲得。根據(jù)發(fā)生響應(yīng)的外界條件，變色材料可分為光致、熱致、電致、壓敏和濕敏變色材料，表 2給出了其中 4 類材料的特點(diǎn)。

一般通過(guò) 3 種途徑可以獲得變色纖維：（1）在溶液紡絲過(guò)程中加入變色染料和防止染料轉(zhuǎn)移的試劑，如日本松田色素化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)的變色纖維；（2）將變色染料制成色母粒，通過(guò)熔融紡絲制成變色纖維，如日本帝人和可樂(lè)麗公司制成的皮芯結(jié)構(gòu)的變色纖維；（3）在纖維表面進(jìn)行涂層或聚合。其中第 3 種方法還可以直接應(yīng)用于紗線或紡織品。具有實(shí)用價(jià)值的變色紡織品必須具有以下特點(diǎn)：（1）必須能夠發(fā)生可逆的變色；（2）變色響應(yīng)速度快，一般為毫秒至秒級(jí)；（3）顏色穩(wěn)定；（4）顏色的重現(xiàn)性、耐疲勞和反復(fù)變色性好。

研發(fā)用于軍用裝備的變色紡織品必須選擇合適類型的變色染料并通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綉?yīng)用到紡織品上。雖然光致和熱致變色染料得到了更多的研究和關(guān)注，但由于光強(qiáng)和溫度屬于自然條件，對(duì)其敏感的變色染料難以人為主動(dòng)控制，因此只有通過(guò)電場(chǎng)變化控制的變色染料才可以做到人為控制變色，即到任何環(huán)境都可以人為調(diào)控紡織品的顏色。通過(guò)研制變色纖維的方式獲得的紡織品具有較好的水洗性和摩擦牢度。該技術(shù)可用于軍用變色迷彩的研發(fā)。

2.3相變材料和智能控溫紡織品

根據(jù)溫度的不同，物質(zhì)的相態(tài)可以發(fā)生轉(zhuǎn)變，即發(fā)生固－液、固－氣、氣－液的相轉(zhuǎn)變，在相轉(zhuǎn)變過(guò)程中，物質(zhì)從環(huán)境吸收熱量或向環(huán)境中釋放熱量。相變材料就是能夠隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生相轉(zhuǎn)變的物質(zhì)。作為適于工業(yè)化應(yīng)用的相變材料必須具有相變溫度合適、儲(chǔ)熱能力強(qiáng)、相變過(guò)程中體積變化小、可逆性好、過(guò)冷程度低、導(dǎo)熱快、價(jià)格低等特點(diǎn)。

目前得到廣泛研究的幾類相變材料的性能特點(diǎn)如表 3所示。

為解決相變材料在紡織品中的有效含量比較有限、可智能控溫時(shí)間較短的問(wèn)題，可采用微膠囊、中空纖維、原位復(fù)合等技術(shù)途徑，將數(shù)量較多的相變材料有效包容于纖維或紗線之中。同時(shí)，選用或?qū)ｉT(mén)研發(fā)熱焓大的相變材料，使單位質(zhì)量的相變材料發(fā)生相變時(shí)產(chǎn)生較多的能量，則有可能使相變材料成為具有實(shí)用價(jià)值的智能控溫紡織品。

由于相變材料只在溫度發(fā)生變化時(shí)才釋放或吸收熱量，因此相變材料適于用于環(huán)境溫度變化比較頻繁的場(chǎng)合，比如駐守于極冷地區(qū)、需要往返于室外和室內(nèi)條件下的戰(zhàn)士或司爐員。要達(dá)到較好的衣內(nèi)恒溫效果，服裝體系必須具有較好的密閉性以保證衣內(nèi)的微氣候。

2.4形狀記憶高分子材料及紡織品

形狀記憶高分子材料是指具有某一原始形狀的制品，經(jīng)過(guò)形變并固定后，在特定的外界條件下能自動(dòng)回復(fù)到初始形狀的一類材料，主要為熱敏形狀記憶高分子材料，即受外界溫度刺激后其形狀和性能能夠做出預(yù)定反應(yīng)。該類高分子為兩相結(jié)構(gòu)，由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆地固定和軟化的可逆相組成。

常見(jiàn)的幾種形狀記憶高分子材料為交聯(lián)聚乙烯、聚降冰片烯、聚乙烯 聚己內(nèi)酰胺的接枝共聚物、形狀記憶聚氨酯（SMPU）等，其中SMPU由于具有 －30 ～ 70 ℃可調(diào)的形變回復(fù)溫度、加工容易、形變量可達(dá) 400%、耐候性和重復(fù)形變效果佳等特點(diǎn)，得到了廣泛的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。如通過(guò)SMPU膜獲得的智能防水透濕、藥物緩釋和保溫織物，可隨溫度變化膜的孔隙變大使透氣率透濕量增加；通過(guò)SMPU乳液對(duì)棉麻織物進(jìn)行抗皺免燙保形整理；通過(guò)SMPU模具制得的便攜式餐具等，在到達(dá)形變溫度以上時(shí)，可以回復(fù)到初始狀態(tài)。

以上列舉的幾種SMPU材料在軍用裝備上均有很大的應(yīng)用前景，比如通過(guò)SMPU可以制作可改變形狀的生活便攜用具，使其體積較小便于攜帶，而在使用時(shí)，只要給以一定的形變回復(fù)溫度，就可使生活用具恢復(fù)原來(lái)形狀。但是應(yīng)用形狀記憶高分子或紡織材料時(shí)必須選擇合適的形變回復(fù)溫度和形變回復(fù)次數(shù)，再根據(jù)這個(gè)要求設(shè)計(jì)兩相結(jié)構(gòu)的比例。

2.5基于水凝膠的智能紡織品

水凝膠是高分子鏈之間以化學(xué)鍵或物理作用力形式形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)溶脹體，是由水和高分子網(wǎng)絡(luò)所組成的復(fù)合體系，是一種智能材料。水凝膠的一個(gè)重要特性是在一定的環(huán)境刺激條件下會(huì)發(fā)生體積相變，即當(dāng)外界環(huán)境連續(xù)變化時(shí)，凝膠體積產(chǎn)生連續(xù)變化。根據(jù)響應(yīng)的刺激信號(hào)不同，智能水凝膠可分為pH響應(yīng)型、溫敏型、光敏型、電場(chǎng)響應(yīng)型、磁場(chǎng)響應(yīng)型等。高分子水凝膠的合成以丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物、丙烯酸及其衍生物的均聚物和共聚物為主。

將水凝膠采用涂層、接枝共聚、紡絲等方法制成智能凝膠纖維或織物，可用于智能調(diào)溫、抗浸、防滲透紡織品等。根據(jù)軍用裝備使用的環(huán)境條件，選擇水凝膠對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)速率、響應(yīng)體積變化率是研發(fā)相關(guān)軍用紡織品的技術(shù)關(guān)鍵。

2.6基于人工周期性結(jié)構(gòu)的隱身紡織材料

嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，隱身材料屬于超材料的范疇，是一種人工結(jié)構(gòu)材料，但由于其具有極其特殊的結(jié)構(gòu)和超性能，在本文中也簡(jiǎn)單加以闡述。

電磁波入射到物體上后，當(dāng)不能被反射、或被完全吸收、或電磁波改變方向從該物體的邊緣傳播過(guò)去而不透過(guò)該物體時(shí)，該物體對(duì)于偵視手段具有隱身功能。通過(guò)以下途徑可實(shí)現(xiàn)隱身：（1）吸收電磁波或降低對(duì)電磁波的反射率，如各類吸波材料；（2）改變電磁波在介質(zhì)中的傳播方向，使得電磁波繞過(guò)該介質(zhì)繼續(xù)向前傳播，即該介質(zhì)對(duì)于電磁波而言是透明和不存在的，如左手材料或負(fù)折射率材料、光子晶體等。

其中，第 2 種途徑主要通過(guò)在材料上刻蝕周期性結(jié)構(gòu)而獲得負(fù)的磁導(dǎo)率和負(fù)的介電常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。早在1968年，俄國(guó)物理學(xué)家Veselago就對(duì)電磁波在介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ同為負(fù)數(shù)的介質(zhì)中的傳播特點(diǎn)作過(guò)純理論研究，但是直到1999年，D.R.Smith和倫敦大學(xué)帝國(guó)理工學(xué)院的Pendry利用周期性排列的金屬條和開(kāi)口金屬諧振環(huán)才制備了在微波 9.3 GHz波段同時(shí)具有負(fù)的介電常數(shù)和負(fù)的磁導(dǎo)率的介質(zhì)，在該波段，微波可以繞過(guò)該介質(zhì)向前傳播，實(shí)現(xiàn)隱身。

雖然負(fù)折射率在概念上還存在爭(zhēng)議，但事實(shí)已經(jīng)表明，人工結(jié)構(gòu)材料如光子晶體可以用來(lái)控制光的傳播，且可以通過(guò)人工控制周期性結(jié)構(gòu)尺寸以控制不同波段的光的傳播。今后的研究方向是進(jìn)一步減小結(jié)構(gòu)尺寸、獲得較為寬泛的可見(jiàn)光頻段、可控制可見(jiàn)光傳播方向、具有負(fù)折射率的光子晶體。

紡織纖維本身具有微米級(jí)的直徑，如果在較小尺度上刻蝕周期性結(jié)構(gòu)，以獲得具有負(fù)折射率效果的紡織纖維，將是一件激動(dòng)人心的事情，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的隱身。當(dāng)士兵穿上這種纖維制作的服裝時(shí)，可實(shí)現(xiàn)隱身。

3結(jié)論

總而言之，智能紡織品由于具有一般功能材料和高性能材料難以企及的智慧水平，即根據(jù)環(huán)境變化作為反饋并改變自己的行為，將是未來(lái)紡織行業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)。相變材料、變色材料、電子紡織品、形狀記憶紡織品和基于水凝膠的智能紡織品目前已得到了極為廣泛的研究和關(guān)注，基本理論清晰，面對(duì)工業(yè)化應(yīng)用的相關(guān)產(chǎn)品、需要解決的關(guān)鍵技術(shù)也比較清楚，這些為其在軍用裝備上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。具體如相變控溫服裝、變色迷彩、信息化作戰(zhàn)服裝、形狀記憶生活用具和智能防滲透或抗浸服等，實(shí)現(xiàn)這些功能只需假以時(shí)日，同時(shí)努力提高實(shí)現(xiàn)的效能并解決附生的其它問(wèn)題。而超材料 ―― 人工結(jié)構(gòu)隱身材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了微波段特定頻率的隱身，尚處于實(shí)驗(yàn)室起步階段，但為實(shí)現(xiàn)真正意義上的光學(xué)隱身技術(shù)指明了前進(jìn)的方向。目前這些技術(shù)雖然還遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用技術(shù)水平，但一旦實(shí)現(xiàn)，必將徹底改變未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)模式，值得跟進(jìn)和開(kāi)展相關(guān)探索性的基礎(chǔ)理論和技術(shù)研究。

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篇9

關(guān)鍵詞：土建工程；施工技術(shù)；改革創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

建筑行業(yè)的效益不僅受到了建筑工程質(zhì)量的制約，人們的安居樂(lè)業(yè)的正常生活也受到了影響，一直以來(lái)施工質(zhì)量基礎(chǔ)與安全施工管理都是社會(huì)各界普遍關(guān)注的話題。作好土建工程的施工技術(shù)工作，就可以保障人民的生命財(cái)產(chǎn)不會(huì)因建筑物的質(zhì)量問(wèn)題而受到損害，以及避免由此而帶來(lái)的對(duì)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的破壞。因此，土建施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新對(duì)土建工程行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。

一、土建施工技術(shù)的重要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，當(dāng)前的建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，建筑企業(yè)要想開(kāi)拓市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟，謀求更大的發(fā)展，就必須依靠科技創(chuàng)新來(lái)增強(qiáng)企業(yè)實(shí)力，保證施工的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備緊跟國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，與行業(yè)先進(jìn)水平同步。靠增加科技含量來(lái)提高工程質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造最佳效益。由于我國(guó)整體的建筑技術(shù)水平不高，與此同時(shí)，建筑工程的質(zhì)量安全也得不到有效的保障，這些因素都將直接影響著我國(guó)建筑行業(yè)的前進(jìn)與發(fā)展。

在工程施工的過(guò)程中，能否有效的結(jié)合進(jìn)行的科技成果，將直接影響著工程日后的使用性能。同時(shí)，要想提高建筑技術(shù)的整體水平，其唯一途徑就是緊緊依靠科技進(jìn)步，將科學(xué)管理以及大量技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的科技成果廣泛地應(yīng)用到工程中去，應(yīng)用到建筑業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。只有這樣，才能在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，也為施工企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

二、土建施工技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1 安全性技術(shù)不高

土建工程的安全性要求是比較高的，在這方面，我國(guó)的技術(shù)還沒(méi)有能夠達(dá)到最佳水平。在工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與建設(shè)互補(bǔ)方面，必須對(duì)建筑的牢固性能進(jìn)行研究和分析，使材料構(gòu)件的支撐能力能夠達(dá)到最強(qiáng)。而恰恰是這樣的要求，在我國(guó)的土建工程的施工方那里還是不能做的很好的。因?yàn)檫@需要較多方面進(jìn)行有力的思考和整合，并且最重要的是我國(guó)一些土建材料存在著不完備和多方欠缺的問(wèn)題，使我們不能夠做到絕對(duì)的兼容并包。

如果工程的底架或支撐物不能夠做到絕對(duì)的牢靠，就會(huì)出現(xiàn)塌陷或者崩裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致更多的安全問(wèn)題的不斷出現(xiàn)。有近年來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)看，不論是泥石流造成的公路塌方問(wèn)題還是橋梁的倒塌問(wèn)題，都在日益增加，使得我們的出行安全遭到的重創(chuàng)。所以，土建施工技術(shù)人員應(yīng)該就安全性技術(shù)方面進(jìn)行有力的提高，以免更多的安全事故產(chǎn)生。

2.2 耐久性技術(shù)不高

橋梁和港工的基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性方面，存在著嚴(yán)重的問(wèn)題。由于鋼筋混凝土的保護(hù)層和本身結(jié)構(gòu)質(zhì)量不強(qiáng)，導(dǎo)致竣工幾年后會(huì)出現(xiàn)鋼筋被銹蝕、混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象，致使橋梁或港工碼頭在支撐人或車(chē)輛的安全性方面遭到重創(chuàng)。

耐久性是很重要的一個(gè)方面，近年來(lái)，有多個(gè)建筑工程出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)，在工程施工技術(shù)方面，遭到了多方人士的質(zhì)疑。但是現(xiàn)代土建施工技術(shù)的落后，導(dǎo)致對(duì)耐久性技術(shù)進(jìn)行提高與創(chuàng)新的方案不能如期進(jìn)行，使越來(lái)越多的工程進(jìn)行重新施工、重新不填支撐物含量，讓土建施工方也感到很費(fèi)神。由此可以看出，我國(guó)的土建施工技術(shù)在工程的牢固性方面做得還是不夠好，使得我們?cè)谌粘３鲂蟹矫娌荒軌蛴泻芎玫陌踩Ｕ?。施工技術(shù)人員應(yīng)該加大整改和創(chuàng)新的力度，進(jìn)行有效研究，磨刀不誤砍柴工，真正把技術(shù)提升上去了，才能使工程的質(zhì)量能夠保障的更好。

三、土建施工技術(shù)改革與創(chuàng)新的途徑

由于土建工程項(xiàng)目施工中，常常會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題，為此，對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新已經(jīng)成為必然選擇，只有這樣才能有效地避免施工質(zhì)量的發(fā)生，進(jìn)而確保土建工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。土建工程涉及的領(lǐng)域相對(duì)較多，這給施工技術(shù)的創(chuàng)新提出了較高的要求，若是僅從某個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)行改革與創(chuàng)新，勢(shì)必?zé)o法滿足工程項(xiàng)目建設(shè)的總體要求，所以，施工技術(shù)改革與創(chuàng)新必須全面、系統(tǒng)，這樣有助于進(jìn)一步確保土建工程的整體質(zhì)量。下面本文分別從幾個(gè)不同的領(lǐng)域中選取一些極具代表性的技術(shù)創(chuàng)新成果進(jìn)行介紹，并就此展開(kāi)分析。

3.1 新型高分子材料

在土建工程施工過(guò)程中，新型高分子材料的應(yīng)用能夠顯著增強(qiáng)地基基礎(chǔ)的承載能力，并且還能對(duì)地下水系起到一定的阻隔作用，有利于增強(qiáng)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而達(dá)到延長(zhǎng)其使用年限的目的，同時(shí)還能進(jìn)一步改善混凝土的性質(zhì)，提高建筑自身的保溫、耐腐蝕和耐火等方面的性能。下面介紹幾種目前最新的高分子材料及其相關(guān)技術(shù)。

⑴高性能混凝土技術(shù)。該技術(shù)在土建工程項(xiàng)目施工的應(yīng)用進(jìn)一步改善了混凝土自身的性質(zhì)，顯著提升了建筑的整體堅(jiān)固性，其抗震性能也隨獲得有效提升。目前該技術(shù)已經(jīng)在高層建筑以及大跨度建筑結(jié)構(gòu)的施工當(dāng)中獲得了非常廣泛的應(yīng)用，高性能混凝土較為常見(jiàn)的種類包括聚合物混凝土、浸漬高分子混凝土、高性能混凝土、碳纖維復(fù)合型混凝土等等。

⑵土工復(fù)合物。這種材料最主要的作用是能夠?qū)ν馏w起到保護(hù)的作用，并且還可以進(jìn)一步提高土體自身的強(qiáng)度和改善土體的特性，通過(guò)該材料的應(yīng)用能夠明顯改善土體的排水性能和承載能力，該材料現(xiàn)已在大量土建工程施工中獲得廣泛應(yīng)用。在土工復(fù)合物中，由于土工織物本身具有良好的抗腐蝕性和耐侵蝕性，因而其常被用于水利工程以及環(huán)境保護(hù)工程中，而超輕填土材料則被用于軟弱土地基的強(qiáng)度改善中，在公路工程和鐵路工程等交通設(shè)施的建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。

⑶高分子化學(xué)灌漿材料。這是一項(xiàng)最近年里新興的技術(shù)，其在土建工程施工中的應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，然而由于這種材料在化學(xué)性能方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，故此其對(duì)建筑物尤其是水利工程建筑的加固和防滲漏都有著良好的效果。目前，較為常見(jiàn)的灌漿材料主要包括環(huán)氧樹(shù)脂類、聚氨酯類和甲基丙烯酸酯類等。

3.2 新型結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)

結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)屬于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)新興分支，其現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，而土建工程施工的應(yīng)用僅僅是諸多應(yīng)用領(lǐng)域中的一個(gè)。該技術(shù)主要是通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)上附加人造控制裝置來(lái)減輕建筑自身的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到提高建筑的抗風(fēng)壓和抗震性等目的。為此，該技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用較為廣泛。目前，在土建工程項(xiàng)目施工中，應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制裝置有主動(dòng)質(zhì)量阻尼器以及調(diào)頻阻尼器等等。

3.3 新型抗震技術(shù)

雖然我國(guó)地大物博、幅員遼闊，但是這也給土建施工增添了一定的難度，究其根本原因是土建工程施工中常常會(huì)遇到一些地震頻發(fā)地帶，這就需要應(yīng)用一些先進(jìn)的抗震技術(shù)來(lái)確保建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性，抗震技術(shù)的研究也是土建工程施工技術(shù)創(chuàng)新的一個(gè)主要方向。在地震高發(fā)的區(qū)域上進(jìn)行土建施工時(shí)，可以采用復(fù)雜結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，這樣便可以將抗震、隔震與消能這三個(gè)結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合到一起，進(jìn)而達(dá)到降低建筑結(jié)構(gòu)自振周期增強(qiáng)抗扭性能、提升結(jié)構(gòu)安全性的目的。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，土建工程作為建筑工程建設(shè)事業(yè)中的重要組成部分，在促進(jìn)土建施工技術(shù)發(fā)展方面發(fā)揮著非常重要作用。因此，在建筑工程土建施工的過(guò)程中，只有對(duì)土建施工技術(shù)進(jìn)行不斷的改革和創(chuàng)新才能有效提升建筑工程的施工進(jìn)度與施工質(zhì)量。而建筑企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得生存和發(fā)展就必須重視建筑施工中的土建施工技術(shù)的不斷提升。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；無(wú)機(jī)非金屬材料；應(yīng)用前景

在本世紀(jì)70年代， 逐步發(fā)展形成的現(xiàn)代生物技術(shù)（ 亦稱生物工程技術(shù)）， 從廣義上說(shuō)， 它包括人類對(duì)動(dòng)物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。隨后80年代， 美國(guó)和口本便分別召開(kāi)了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技術(shù)創(chuàng)制新材料”等專題學(xué)術(shù)研公寸會(huì)。由此可見(jiàn)， 現(xiàn)代生物技術(shù)在材料學(xué)與上程中的應(yīng)用前景頗為看好。例如現(xiàn)代生物技術(shù)在金屬材料行業(yè)中的系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)成功地形成生物冶金分支學(xué)科。所謂生物冶金或稱細(xì)菌冶金， 即細(xì)菌萃取金屬或生物浸出金屬， 是一種利用細(xì)菌的氧化作用把不溶性金屬化合物轉(zhuǎn)變成可溶性化合物， 再用濕法冶金從溶液中回收金屬的方法。又如開(kāi)發(fā)研究生物降解高分子材料， 及時(shí)防止和解決當(dāng)今世界上極為嚴(yán)重的“白色污染”的決定性措施， 亦是現(xiàn)代生物技術(shù)在有機(jī)高分子材料行業(yè)中的應(yīng)用熱點(diǎn)。至于現(xiàn)代生物技術(shù)在尤機(jī)非金屬材料行業(yè)的應(yīng)用前景， 是又可望又可即的。

1 生物提純硅酸鹽礦物原料

生物提純是指現(xiàn)代生物技術(shù)利用生物浸出法在非金屬礦選礦過(guò)程中的應(yīng)用。這種技術(shù)的應(yīng)用原理主要就是利用微生物能夠讓金屬礦物進(jìn)行液化的功能， 使得生物技術(shù)在礦物融濾過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用。由于這些鐵雜質(zhì)一般都以黃鐵礦的形態(tài)存在于硅酸礦物質(zhì)中， 人們可以利用氧化鐵硫桿菌和其他菌類對(duì)黃鐵礦變成可溶性化合物， 在形成這一反應(yīng)時(shí)。根據(jù)調(diào)查顯示， 這種真菌可以對(duì)高嶺土壤中鐵的含量至少降低4 %左右， 并且讓高嶺土的白亮度有很大的提高， 這成為陶瓷和造紙行業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵的因素。根據(jù)上述分析， 現(xiàn)代生物技術(shù)將會(huì)為硅酸鹽礦物原料。

2生物礦化過(guò)程

生物礦化過(guò)程是在一定的細(xì)菌分泌和特殊機(jī)質(zhì)的作用下的成礦過(guò)程， 也是在特定的機(jī)質(zhì)下長(zhǎng)成晶體結(jié)構(gòu)。以珍珠貝的珍珠層為例， 珍珠層的結(jié)構(gòu)是由霞石的碳酸鈣晶體組成， 并在這種情況下形成了大小不一的螺旋形， 由于這種基質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中存在不規(guī)則的鈣物質(zhì)， 能夠使碳酸鈣在一定的距離成核并且按照自身的生長(zhǎng)規(guī)律形成霞石螺旋。碳酸鈣的生物礦化過(guò)程既是一個(gè)化學(xué)過(guò)程， 也是一個(gè)生物過(guò)程，這是兩者共同作用過(guò)程的結(jié)果。日本研究人員還培育出一種海藻和一種單胞藻， 它們都可以聯(lián)系生產(chǎn)處石灰石顆粒， 每天這些形狀的石灰石最佳生產(chǎn)率為15毫克每升和90 毫克每升， 并可以對(duì)回收后的細(xì)胞進(jìn)行再生產(chǎn)。根據(jù)上述材料表明， 人類可以在人工手段下實(shí)現(xiàn)細(xì)胞固定化技術(shù)， 并利用生物的成礦能錄生產(chǎn)石灰石質(zhì)納木材料和生物裝飾材料， 也可能利用生物的成礦功能進(jìn)行復(fù)合材料的生產(chǎn)。

3 用稻殼制備高純度高性能碳化硅

從仿生學(xué)的角度來(lái)看， 人們可以利用稻殼制造出高濃度、高性能的碳化硅。主要的步驟為： 首先， 將稻殼進(jìn)行碳化， 使稻殼中的纖維素進(jìn)行分解， 形成不定性碳化物； 其次， 在還原性和惰性的條件下， 對(duì)稻殼進(jìn)行高文煉燒下形成碳化硅。在稻殼中所存在的二氧化硅凝膠會(huì)與多糖基質(zhì)進(jìn)行緊密的結(jié)合， 多糖的談話會(huì)在二氧化硅的表層發(fā)生， 并且二氧化硅一直處于高化學(xué)活性的多孔和微粒狀態(tài)下， 因此， 在對(duì)它進(jìn)行煉燒時(shí)，可以最快速度與二氧化硅產(chǎn)生反應(yīng)。德國(guó)的一位建筑師利用自己設(shè)計(jì)的一種水下裝置放到海中， 在經(jīng)過(guò)兩到三個(gè)月的時(shí)間用過(guò)海藻作用可以產(chǎn)生2 5尺長(zhǎng)、五尺寬、2寸厚的生物大理石材料板。近期， 日本的工業(yè)技術(shù)研究所成功利用稻殼制備出碳化硅的新工藝， 這種技術(shù)與原來(lái)的硅石和煤氣還原法相比， 同時(shí)達(dá)到了降低成本和實(shí)現(xiàn)了對(duì)稻殼的最大利用。在稻殼中存在碳、二氧化硅等有效化學(xué)成分， 這就具備了形成碳化硅的先決條件， 但是一旦在發(fā)生反應(yīng)時(shí)磷成分過(guò)多時(shí)， 就無(wú)法形成碳化硅， 那么就必須研究減少磷產(chǎn)生的方法。這種工藝的原理是以弱酸性緩沖劑進(jìn)行爆破性處理， 在多種酶的作用下可以溶出碳， 然后再對(duì)其進(jìn)行氧化處理， 在無(wú)氧加熱條件下形成高濃度、高性能的碳化硅。

4 生物混凝土

在很早以前， 我國(guó)就應(yīng)經(jīng)學(xué)會(huì)利用存在于粘土中的細(xì)菌對(duì)粘土進(jìn)行發(fā)酵來(lái)增強(qiáng)它的可塑性。目前， 我國(guó)很多學(xué)者都預(yù)言幾千年后老鼠建造洞穴的材料將用比混凝土還牢固的白蟻排泄物。這種材料是天然的高分子非金屬材料的符合混凝土， 也是細(xì)菌作用下形成的生物混凝土。與此同時(shí)， 在日本也有相關(guān)報(bào)道曾預(yù)言提出這種單材質(zhì)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用。新型生物混凝土具有多層結(jié)構(gòu)：第一層是防水層，能夠防止雨水滲入，避免對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞；第二層是生物層，能夠收集雨水以供植物生長(zhǎng)，例如它可以為微型藻類、菌類、地衣和苔蘚等提供天然生物屏障；第三層是覆蓋層，能夠讓雨水通過(guò)這一層滲入生物層，并可防止水分流失。與傳統(tǒng)混凝土相比，這種新產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)是既能吸收二氧化碳，改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量；又可美化墻體，改變城市色彩單一的外觀面貌；還能提升建筑物的保溫性，降低能源消耗。

5 生物鐵氧體功能陶瓷材料

在常溫條件下， 可以利用海洋水中想磁性細(xì)菌合成比較均勻的磁性微粒， 磁性微粒通常情況下也被稱為生物鐵氧體功能陶瓷材料， 它與人工制成的磁微粒材料相比， 它的表面積比較大， 而且表面部位被堅(jiān)硬的有機(jī)薄膜覆蓋， 在這種情況下很難將鐵浸。

6 結(jié)語(yǔ)

將現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用到非金屬材料領(lǐng)域中比較重要的工程， 這也將大大推動(dòng)生物非金屬材料工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。我們必須積極探索現(xiàn)代生物技術(shù)的作用， 抓住現(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn)， 現(xiàn)代生物技術(shù)作為一種低能耗、高效益的新興技術(shù)， 必將在非金屬材料領(lǐng)域大面積的應(yīng)用， 以推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。

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